复合量程微加速度计中阻尼的分析与设计
为了避免微加速度计在工作过程中因为共振导致结构损坏,需要在结构中合理设计阻尼.设计了一个复合量程压阻式微加速度计,为了使结构中各个传感器具有较好的阻尼参数,通过静电键合在硅结构层下制作一玻璃层.根据Reynolds方程,可知当硅一玻璃静电键合间距d=2.25μm时,复合量程微加速度计中各个传感器可得到较好的阻尼比.
一种新型压阻式硅微仿生矢量水听器的设计
介绍了一种新型的基于压阻效应的硅微仿生矢量水听器,详细叙述了该矢量水听器的结构设计方法,利用有限元软件ANSYS对矢量水听器结构进行了模态分析,采用振动台标定与低频校准装置测试相结合的方法对水听器进行测试,并给出了检测单元的加速度频响特性曲线和声压灵敏度曲线,以及矢量水听器在水下测试的接收灵敏度曲线和指向性图的测试结果。通过此实验方法,不仅验证了该矢量水听器设计的合理性,而且验证了它适用于低频检测,应用于水声探测具有一定的可行性。实验证明,该矢量水听器的接收灵敏度在500Hz时达到-189.6dB(0dB=1V/μPa),并具有良好的“8”字形的指向性。
微机电系统(MEMS)与纳机电系统(NEMS)
微机电系统(MEMS)和纳机电系统(NEMS)是微米/纳米技术的重要组成部分.MEMS已经在产业化道路上不断发展,NEMS还处于基础研究阶段.本文强调了制造技术是微/纳机电系统发展的基础,在简单地介绍了典型的MEMS和NEMS器件和系统后,讨论了MEMS和NEMS发展中的几个问题和MEMS和NEMS的发展前景.
微加速度计在冲击环境下的可靠性研究
微加速度计用于测量载体的加速度,并提供相关的速度和位移信息。微加速度计可以和微型陀螺仪组合构成微型惯性测量单元。但是微加速度计还没有完全实现市场化,微加速度计的可靠性问题已经成为制约其广泛应用的关键因素。微加速度计在加工、封装、运输和实际使用中都可能受到冲击的作用。主要研究压阻式微加速度计在冲击环境下的可靠性问题。通过简化加速度计的结构,得出了悬臂梁上的应力分布。设计了微加速度计在冲击环境下的可靠性试验,分析了加速度计在冲击环境下的主要失效模式及失效机理。得出了压阻式加速度计在冲击环境下的主要失效模式是键合引线的脱落和悬臂梁的断裂。
可靠性预计模型
微加速度计是集微电子与机械于一体的加速度敏感元件.微加速度计的应用越来越广泛,但是其可靠性问题成为制约微加速度计市场化的关键因素.为了预计压阻式微加速度计的可靠性,分析了一个完整的压阻式微加速度计,它由加速度计微结构、键合引线以及封装管壳等构成;讨论了加速度计的主要失效类型——由芯片材料缺陷以及工艺缺陷导致的内部失效以及由封装失效和内外引线失效导致的外部失效;详细论述了影响压阻式微加速度计可靠性的主要因素,并在此基础上建立了微加速度计的可靠性预计模型.
具有栅结构与静电梳齿驱动的电容式微机械陀螺的仿真、设计与测试
电容式陀螺仪是一种振动式陀螺仪,由于加工的特殊性使其具有了传统的陀螺无法比拟的优点,从而拓宽了其应用领域.为了提高陀螺仪的检测精度,本文提出了一种静电梳齿驱动、栅结构的电容式检测的微机械陀螺仪的设计方法,并分析了其工作原理.运用ANSYS软件对陀螺结构进行了仿真和模态分析,仿真结果与理论计算结果相接近.所设计的陀螺结构采用体硅标准工艺方法进行了设计,并对其进行了流片加工和封装,最终得到了电容式微机械陀螺仪.实验测试的结果表明,陀螺驱动模态的固有频率为4.06 kHz,灵敏度为0.027 9 V/((°)s-1).
微加速度计在恶劣环境下的可靠性
微加速度计的可靠性问题是其能否迅速走向市场的关键。本文对压阻式悬臂梁加速度计在不同的环境下的失效模式进行了讨论,并给出了一些加速度计可靠性设计方面的建议,可以为其他科研工作者提供参考。
复合量程微加速度计的研究
在同一个物理过程中往往存在相差上数十倍甚至上万倍的多个加速度值需要测量,例如,分析弹体在发射和飞行过程中的受力情况,既需要测试发射过程中上万个g的加速度,也需要测试飞行过程中几个g的加速度.在这些场合用同一个加速度计很难满足整个过程的测试要求.针对类似的需求,介绍了一种由四个压阻式微加速度计组成的复合量程微加速度计,四个微加速度计量程分别为100g、500g、1000g和2000g.除了主要介绍微加速度计阵列的设计、制造和测试外,还着重介绍了低量程传感器在高过载环境下的结构防护问题.线性测试结果表明该复合量程微加速度计具有较好的线性度,因而可以同时在测量四个不同的量程的加速度值.
气流量对介质阻挡放电离子源电离效率的影响
采用实验方法研究了介质阻挡放电离子源对乙醇样品标准气在不同的流量条件下离子源电离效率的问题。研究结果表明:离子源的电离效率随着载气流量的增加而呈减小的变化趋势。在低流量(60L/h)条件下电离效率较高,可以达到33%;随着流量的增加电离效率急剧下降,当流量大于160L/h后,电离效率的减小趋势就变得比较缓慢,在最大流量(400L/h)时电离效率最低,仅有3.5%左右。
基于高精度运算放大器的隧道式硅微加速度计信号处理电路
介绍了一种由高精度运算放大器及精密仪表放大器构成的隧道式硅微加速度计信号处理电路,通过分析信号处理电路的构成、信号输出的有效成分、放大器的性能指标及典型用法,得出高精度运算放大器OPA128LM使用在隧道电流的I-V转换部分所具有的独特优势。后级反馈放大电路采用精密仪表放大器AD620BR构成两级放大,其各项参数极大提高了信号读出电路的精密性。实验结果表明:基于以上方法的设计对信号处理电路的精度、灵敏度及线性度等性能有明显的改善。











